Робастна оптимізація системи керування безпілотним літальнім апаратом з програмною адаптацією коефіцієнтів підсилення
Наукові журнали НАУ
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Робастна оптимізація системи керування безпілотним літальнім апаратом з програмною адаптацією коефіцієнтів підсилення
ROBUST OPTIMIZATION OF THE UAV GAIN-SCHEDULED FLIGHT CONTROL SYSTEM Робастная оптимизация системы управления беспилотным летательным аппаратом с программной адаптацией коэффициентов усиления |
|
| Creator |
Tunik, A. A.; Національний авіаційний університет, Київ
Nadsadna, О. I.; ДП «Антонов», Київ |
|
| Subject |
Безпілотний літальний апарат; система керування; генетичний алгоритм; програмна адаптація коефіцієнтів підсилення; багатокритеріальна оптимізація.
УДК 629.735.33-519 (045) Unmanned aerial vehicle; flight control system; genetic algorithm; gain scheduling; multi-objectives optimization. UDC 629.735.33-519 (045) Беспилотный летательный аппарат; система управления; генетический алгоритм; программная адаптация коэффициентов усиления; многокритериальная оптимизация. УДК 629.735.33-519 (045) |
|
| Description |
У статті представлений регулятор з програмною адаптацією коефіцієнтів посилення для всього діапазону польоту малого безпілотного літального апарату. Запропоновано субоптимальну робастну систему керування польотом на основі підходу, заснованого на програмній адаптації коефіцієнтів підсилення. Оскільки малі безпілотні літальні апарати виконують польоти на малих висотах, досить вибрати в якості значення змінної, що визначає зміну динаміки об’єкта істинну повітряну швидкість. Крім того, процедура робастної оптимізації, заснована на генетичних алгоритмах, добре підходить для пошуку компромісу при вирішенні задачі багатокритеріальної оптимізації та пошуку компромісу між робастністю і якістю. Дискретне керування з використанням програмної адаптації коефіцієнтів посилення забезпечується за допомогою інтерполяції Лагранжа між локальними регуляторами. Процедуру синтезу наведено для системи керування бічним каналом безпілотного літального апарату. З результатів моделювання видно, що запропонована система керування забезпечує значно кращий результат, ніж регулятор з фіксованими значеннями.
The paper presents Successive Loop Closure baseline controller for the entire flight envelope of small unmanned aerial vehicle. The suboptimal robust flight control system on a basis of gain-scheduling approach is proposed. Since small unmanned aerial vehicle flights are performed within low altitudes, it is enough to choose as the scheduling-variable value the true air speed only. Furthermore, the H2/Hinf-robust optimization procedure based on the genetic algorithms is well suited to seek a compromise between multi-objectives functions and find compromise between performance and robustness. A discrete gain-scheduled controller is obtained by Lagrange interpolation between local controllers. The design procedure is given by a case study of unmanned aerial vehicle lateral channel control. From the simulation results, gain scheduling control provides a significantly better response than fixed gain control. В статье представлен регулятор с программной адаптацией коэффициентов усиления для всего диапазона полета малого беспилотного летательного аппарата. Предложена субоптимальная робастная система правления полетом на основе подхода, основанного на программной адаптации коэффициентов усиления. Поскольку малые БПЛА выполняют полеты на малых высотах, достаточно выбрать в качестве значения переменной определяющей изменение динамики объекта истинную воздушную скорость. Кроме того, процедура робастной оптимизации, основанная на генетических алгоритмах, хорошо подходит для поиска компромисса при решении задачи многокрительной оптимизации и поиска компромисса между робастностью и качеством. Дискретное управление с использованием программной адаптации коэффициентов усиления обеспечивается с помощью интерполяции Лагранжа между локальными регуляторами. Процедура синтеза приведена для системы управления боковым каналом беспилотного летательного аппарата. Из результатов моделирования видно, что предложенная система управления обеспечивает значительно лучший результат, чем регулятор с фиксированными значениями. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2017-12-21
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/ESU/article/view/12145
10.18372/1990-5548.53.12145 |
|
| Source |
Electronics and Control Systems; Том 3, № 53 (2017); 67-74
Электроника и системы управления; Том 3, № 53 (2017); 67-74 Електроніка та системи управління; Том 3, № 53 (2017); 67-74 |
|
| Language |
en
|
|